3.5.3. Бензімідазол

Бензімідазол являє собою конденсовану гетеро­циклічну систему, що складається з бензольного та імідазольного кілець.

Бензімідазол це безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 170 °С), добре розчинна у воді, етанолі та інших полярних роз­чинниках.

Бензімідазол і його похідні добувають при нагріванні о-фенілендіаміну (1,2-діамінобензолу) з карбоновими кислотами. Для добування самого бензімідазолу використовують мурашину кислоту.

За хімічними властивостями бензімідазол багато в чому нагадує імідазол. Зокрема, йому притаманні амфотерні властивості, прототропна таутомерія, реакції алкілування за участю атомів азоту. Проте в реакційній здатності бензімідазолу та імідазолу є і відмінності. Кон­денсоване бензольне кільце приводить до зниження основності бен­зімідазолу (рК_ВН+ 5,53) та підвищення його кислотності (рК_α 13,2) у порівнянні з імідазолом (див. розд. 3.5.2, В). Реакції електрофільного заміщення (нітрування, сульфування) в ядрі бензімідазолу проходять насилу і, як правило, в положеннях 5 або 6 бензольного кільця.

Бензімідазольний цикл входить до складу деяких природних речовин (вітамін В₁₂), а також синтетичних лікарських препаратів, наприклад, дибазолу:

Дибазол виявляє судинорозширювальну, спазмолітичну та гіпотензивну дію. Він широко застосовується в медичній практиці при спазмах кровоносних судин і гладкої мускулатури внутрішніх органів.

3.5.4. Тіазол

За хімічною будовою тіазол (1,3-тіазол) можна розглядати як аналог тіофену, в молекулі якого група СН у положенні 3 заміщена на атом азоту.

А. Способи добування

В природі тіазол у вільному стані не знайдено, але його ядро входить до скла­ду багатьох природних сполук (вітамін В₁, пеніциліни та ін).

Одним з найважливіших методів син­тезу тіазолу та його похідних є взаємодія α-галогенозаміщених карбонільних спо­лук з амідами тіокислот (синтез Ганча). Самий тіазол добувають з хлороцтового альдегіду та тіоформаміду, причому альдегід вступає в реакцію в енольній, а тіоформамід — в тіольній таутомерних формах.

Б. Фізичні властивості

Тіазол безбарвна рідина з неприєм­ним запахом (т. кип. 117 °С), добре роз­чинна у воді та органічних розчинниках.

В. Хімічні властивості

Тіазол є слабкою основою (рК_ВН+2,53). З мінеральними кислотами він утворює солі тіазолію, при дії галогеналканів іде алкілування по атому азоту з утворенням четвертинних N-алкілтіазолієвих солей.

Наявність у молекулі тіазолу атома азоту піридинового типу при­водить до зменшення електронної густини в тіазольному кільці, що, з одного боку, утруднює проходження реакцій електрофільного за­міщення (нітрування, сульфування), а з іншого - створює умови для нуклеофільного заміщення. Електрофільне заміщення відбувається у положенні 5, а нуклеофільне — у положенні 2 тіазольного ядра.

Так, при нагріванні 4-метилтіазолу з амідом натрію утворюється 2-аміно-4-метил тіазол.

Тіазол досить стійкий до дії відновників. У присутності пероксикислот тіазоли окиснюються з утворенням N-оксидів, наприклад:

Г. Найважливіші похідні тіазолу

2-Амінотіазол - безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 90 °С), добре розчинна у воді, етанолі, ефірі та хлороформі. 2-Амінотіазол виявляє властивості ароматичних амінів. За участю аміногрупи він вступає в реакції ацилювання, діазотування, утворює продукти кон­денсації з альдегідами. Проте, на відміну від ароматичних амінів, реакція алкілування 2-амінотіазолу проходить по атому азоту тіа­зольного кільця.

2-Амінотіазол широко застосовується у виробництві лікарських засобів. Похідними 2-амінотіазолу є сульфаніламідні препарати норсульфазол і фталазол, які виявляють антибактерійну дію.

Пеніциліни — група антибіотиків, які продукують різні види плісеневих грибів Репісіlinит, та їх аналоги напівсинтетичного вироб­ництва.

В основі структури пеніцилінів лежить конденсована гетеро­циклічна система, котра складається з тіазолідинового та β-лактамного кілець. Загальна формула пеніцилінів має такий вигляд:

В медичній практиці широко застосовуються такі природні пеніциліни, як бензилпеніцилін (R=C₆H₅CH₂-), феноксиметилпеніцилін (R=C₆H₅OCH₂-) та інші, а також напівсинтетичні пеніциліни – ам­піцилін [R=C₆H₅-CH(NH₂)-], оксацилін

та ін. Препарати групи пеніциліну є цінними антимікробними засо­бами.